物体的浮沉条件及应用（分层作业）【解析版】.docx

第3节物体的浮沉条件及应用题型分组基础练淤一、物体的浮沉条件1 .质量为0.5kg的冰块漂浮在水面上，所受的浮力大小为N,排开水的重力为N,排开水的质量为kg。【答案】4.9,4.9,0.5o【解析】质量为05kg的冰块漂浮在水面上，根据二力平衡条件可知，所受浮力的大小等于木块的重力，即尸;7=G木=mg=0.5kgx9.8Nkg=4.9N;根据阿基米德原理，排开水的重力为4.9N；G49N排开水的质量=I耦=0,5kg2 .将重为5N的小球放入装有6kg水的容器中，静止后的小球悬浮在水中，状态如图所示，则小球所受浮力的大小为No若向水中加入足量的盐，小球将（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。TTTTTtrTTnTTTTrmTnTTTtTTTTTTTTTT【答案】5,上浮。【解析】由图可知，小球处于悬浮状态，根据悬浮条件可知：小球受到的浮力产浮=G=5N若向水中加入足量的盐，液体密度变大，由于排开液体的体积一定，由产并=P液Hvg可知，小球受到的浮力变大，当浮力大于重力时，小球将上浮。3 .学习了浮力的知识后小明同学进行了如下实验，他将一个小碗侧放入盛有水的容器中，如图甲所示，静止时小碗沉入水底，如图乙所示，此时小碗所受浮力小碗的重力；接下来，他将小碗平放在水面上，松手后，小碗漂浮在水面上，如图丙所示，此时小碗所受浮力小碗的重力；图乙中小碗所受浮力图丙中小碗所受浮力。（均选填“大于”、“小于”或“等于“）【答案】小于，等于，小于。【解析】图乙中小碗沉底，小碗所受浮力小于小碗重力；图丙中小碗漂浮，小碗所受浮力等于小碗亚力；由于两图中小碗聿力相等，所以图乙中小碗所受浮力小于图丙中小碗所受浮力。4 .把体积为200Cm3、质量为120g的物体放入水中，判断物体静止时所处的状态（）A.悬浮B.漂浮C.沉底D.上浮【答案】B【解析】假设物体浸没在水中，物体排开水的体积大小等于物体的体积，根据阿基米德原理可知，它受到的浮力大小为尸浮="g人=LOX。kgm3l0Nkgx2xl（4m3=2N该物体的重力G=wg=0.12kg×10N/kg=1.2N由于物体受到的浮力大于物体的重力，所以该物体浸没在水中，会上浮，物体静止时所处的状态为漂浮；故A、C、D不符合题意，B符合题意。故选B。5 .甲、乙两容器盛有密度不同的液体，将同一小球先后放入两容器中，静止后两容器液体深度相同，如图所示。下列判断正确的是（）A.甲容器中的液体密度较大B.乙容器中的液体密度较大C.乙容器中液体对底部的压强较大D.甲容器中小球受到的浮力较大【解析】同一小球，放入不同液体中漂浮或悬浮，根据二力平衡条件可知，浮力都等于重力，因此在两种不同液体中，小球受到的浮力相等，故D错误；根据尸部=Z）水gP,由于小球在甲液体中丫排比较小，因此甲液体密度大，故A正确，B错误：根据，=Pga可知，深度相同，则甲液体对容器底的压强大，故C错误，因此正确答案为A。所以选A.二、浮力的应用6 .2022年5月，全球首艘智能型无人系统母船“珠海云”号（如图所示）在广州下水。“珠海云”号排水量为2000吨，表示,满载时受到的浮力为N,船上的无人机起飞后船身受到的浮力（填“变大”、“变小”或“不变”）o（g取10Nkg）【答案】表示满载时排开的水的质量为2000吨；2×107;变小。【解析】排水量为2000吨，表示“珠海云”号满载时排开的水的质量为2000吨；根据阿基米德原理，“珠海云”号受到的浮力为FiF=GH=W1t=2.0×106kg×1ONkg=2.O×107N因为船漂浮，所以Ef=G.，船上的无人机起飞后，船的总重力变小，因此船受到的浮力变小。7 .如图3所示“蛟龙”号，它完成了世界最深处下潜，“蛟龙”号潜水器与潜水艇原理相同，都是靠改变来实现上浮与下沉的。“蛟龙”号潜水器在没入水面下继续下潜时（海水密度不变），它受到的浮力,它的上表面受到海水的压强（后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）。【答案】自身重力；不变；变大。【解析】潜水器在水下排开的液体的体积时不变的，受到的浮力是不变的，它的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。潜水器在没入水面下继续下潜过程中，液和匕R均不变，根据尸洋？液gV¼可知，它受到的浮力不变。潜水器在下潜的过程中，所处深度力变大，由Pwg可知，潜水器受到水的压强变大。图3B图48 .如图4所示，用同一支密度计分别测量A、B两种液体的密度，则密度计在两种液体里受到的浮力大小FA,两种液体的密度PAPB。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】等于，大于。【解析】密度计在两种液体里都漂浮，根据二力平衡条件可知，在两种液体里受到的浮力都等于物体的重力，所以是相等的；因为VrA界VvrB.，根据尸;尸"沧gV排可知：PA大于B。9 .2022年5月15日1时26分，我国自主研发的“极目一号III型浮空艇”从海拔4270米的中科院珠峰站附近发放场地升空，4时40分到达海拔9032米的高度，创造了“浮空艇”大气科学观测海拔高度世界纪录。如图，下列关于浮空艇说法正确的是（）A.浮空艇内充入的气体的密度大于空气的密度B.浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越大C.浮空艇上升过程中受到的浮力越来越小D.浮空艇可以一直上升理由：O【答案】C；根据阿基米德原理尸浮十气V排g可知，V排等于浮空艇体积，大小不变，g不变，气随高度的增加而减小，所以产浮变小。【解析】A“浮空艇”从地面由静止升空，受到的浮力大于重力，即尸浮G,根据阿基米德原理可得空气gV2p内气体gH其中V排=匕所以,空气乎内气体，即浮空艇内充入的气体的密度小于空气的密度，故A错误；B.海拔越高大气压强越小，所以浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小，故B错误；c.根据阿基米德原理尸浮印Ty排g可知，V林等于浮空艇体积，大小不变，g不变，p气随高度的增加而减小，所以尸浮变小，故C正确；D.根据尸浮V气丫排g可知，V排等于浮空艇体积，大小不变，g不变，p，工随高度的增加而减小，所以尸浮变小，当浮力小于“浮空艇”的总重力时，“浮空艇”就不能上升，故D错误。所以选C。理由：根据阿基米德原理产淬二P，工H*g可知，V排等于浮空艇体积，大小不变，g不变，气随高度的增加而减小，所以尸浮变小。10 .小刚自制了一个泡沫救生圈。其质量为8kg,体积为0.06m3°求：(1)救生圈漂浮在水面上时，它所受的浮力为多大？(2)当小刚躺到救生圈上面时，救生圈刚好完全浸没在水中，则小刚的重力是多少？(g=10Nkg)【答案】(1)80N；(2)520N【解析】(1)救生圈漂浮在水面上时受的浮力F-,=Gwi=ng=Skg×10Nkg=80N（2）救生圈刚好完全浸没在水中受到的浮力F,f=pigVH=1.0×103kgm3×10Nkg×0.06m3=600N故小刚的重力是G=Fif-G=600N-80N=520N巩固提高综合练711 .2020年4月22日，在中国海军成立71周年纪念日前夕，075型两栖攻击舰的2号舰在上海某造船厂正式下水。如图所示，这艘两栖攻击舰长约235米，宽约36米，排水量约为35xl04吨，是中国海军舰艇中尺寸仅次于航母的军舰。下列说法正确的是：理由是：_【解析】A.由图可知，同一个鸡蛋在甲、乙两杯液体中分别处于漂浮和悬浮状态，受到的浮力和自身的垂力相等,所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等，都等鸡蛋的重力故A止确，不符合题意;C.由图可知，鸡蛋在甲杯中漂浮，可得p+>0,:鸡蛋在乙杯中悬浮，可得乙=,Io,所以"甲>/乙，故BCiE确，不符合题意;D.乙朴液体中打入清水一,乙林中液体空变小.IU据尸：|体的体积不变，浮力变小，所以鸡蛋会下沉，故D错误，符合题意。故选Do【解析】由于,、<“,所以木块在酒精面上将漂浮,木块:;Ir：卜.一（;，一GXJ由于由于"a<P木，所以木块在水面上漂浮,因为木块都是漂浮,所以浮力相等，F,.=F,t,由可知木块排开酒精和水的质量相等（溢出的质量）：，”,产勿如产5攵选AC=p=.0×O3kgm5=87×l04m而以露出的体积为VJV-VzM=1.87x104m3-1.66×I04m3=2.1×10jBii¾MB.；米mJL；;：TmiliiiHiiMiii§由题j知，A、B两个正方体的体积相同；由图可知，A和B处于漂浮.则由浮沉条件rAi»GB=FB由于正方体A、B的体积相同，根据P=多可知，物体密度的大小关系外加/7/【答案】(1)0.2N；(2)O.55N；(3)见解析。【解析】(I)已知V橡皮泥=20Cm3=2610%?根据阿基米德原理可知FXPgV=.0×O3kgm3×10Nkg×2×105m3=0.2N(2)已知橡皮泥体积为V=20cm3=2.0×l05m3橡皮泥密度为夕槽皮泥=1.5xl03kg?故橡皮泥的重力为G=ng=p橡皮足V4g=1.5×103kgm3×10Nkg×2×105m3=O.3N物体的质量为mw=25g=0.025kg物体的事力为G=0.025kgm3×10Nkg=0.25N对整体进行受力分析，这只橡皮泥"船''装载最多物体时，浮力为广浮'=G4皮泥+G物=0.3N+0.25N=0.55N(3)如果要提高橡皮泥“船”的装载能力，根据阿基米德原理产浮=P水gV",我们可以通过增大水的密度或者减少船身重量或者增大船的体积等方式来提高船的装载能力。